攀枝花干熱河谷區(qū)麻瘋樹土壤微生物種群數(shù)量分析

肖育貴，范成志，周建華

(四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川成都 610081)

麻瘋樹是一個(gè)多用途樹種，耐干旱瘠薄，能在并不適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地上生長，其生態(tài)防護(hù)價(jià)值較大，除用于防火樹(生物防火綠籬)、防護(hù)林外，還能被用于退化土地的恢復(fù)樹種。麻瘋樹種子是生產(chǎn)生物柴油的主要來源之一，其含油量高達(dá)40%以上。攀枝花市是麻瘋樹適宜栽培區(qū)之一，20世紀(jì)60年代沿金沙江、雅礱江和安林河開始人工營造了部分麻瘋樹純林。20世紀(jì)90年代開始大量營造人工純林。攀枝花地區(qū)已成為我國西部麻瘋樹主要分布區(qū)。

土壤微生物是森林生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，參與系統(tǒng)的物質(zhì)和能量循環(huán)。微生物在土壤中的數(shù)量，分布和活動(dòng)情況，反應(yīng)了土壤肥力的大小。近幾年對(duì)干熱河谷區(qū)土壤微生物研究有部分報(bào)道。高庭艷［1］等對(duì)云南元謀干熱河谷區(qū)土壤微生物數(shù)量進(jìn)行了研究，張彥東［2］等對(duì)金沙江退化草地土壤微生物數(shù)量進(jìn)行了研究，陳朝瓊［3］等人對(duì)攀枝花金屬污染對(duì)土壤微生物影響進(jìn)行了研究。而對(duì)于麻瘋樹適生區(qū)土壤微生物的研究尚未見報(bào)道。本文首次報(bào)道了攀枝花麻瘋樹造林區(qū)不同土壤類型微生物種群分析結(jié)果，以期為攀枝花干熱河谷區(qū)土壤的物質(zhì)和能量循環(huán)、土壤肥力的評(píng)價(jià)和麻瘋樹造林規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 采樣地自然概貌

攀枝花位于四川省西南部、川滇交界處，境內(nèi)分屬金沙江、雅礱江水系。攀枝花屬南亞熱帶為基帶的立體氣候類型，旱、雨季分明，晝夜溫差大，氣候干燥，降雨量集中，日照長，太陽輻射強(qiáng)，蒸發(fā)量大，小氣候復(fù)雜多樣。年平均氣溫20.3℃，是四川省年熱量值最高的地區(qū)，日照時(shí)數(shù)是四川盆地的2倍～3倍。最熱月為5月，最冷月為1月，6月至10月為雨季，11月至翌年5月為旱季，無霜期達(dá)300 d以上。其中海拔低于1 500 m的河谷地帶，全年無霜，最冷月1月均溫高于13℃，接近熱帶氣溫與熱量水平，其氣候具有春季干熱、夏秋涼爽、冬季溫暖、四季不分明的特點(diǎn)。是典型的干熱河谷區(qū)。在成熟林樣地內(nèi)，植被稀少，郁閉度0.8左右，有少量枯枝落葉層;人工幼林內(nèi)，植被以草本為主，郁閉度0.5，無腐質(zhì)層。試驗(yàn)區(qū)詳細(xì)情況見表1。

1.2 樣品采集

2009年11月在攀枝花麻瘋樹造林區(qū)，按麻瘋樹林分年齡、土壤類型選擇試驗(yàn)樣地9個(gè)。采樣時(shí)，除去地表枯枝落葉，分別在兩株麻瘋樹之間挖一個(gè)30 cm的剖面，采集0～30 cm剖面混合土壤500 g左右，裝在保鮮袋內(nèi)，帶回10℃冰箱內(nèi)保存。

1.3 微生物分析方法［4］:

細(xì)菌數(shù)量測(cè)定法:牛肉汁蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基平板涂抹法。

絲狀真菌數(shù)量測(cè)定法:虎紅瓊脂培養(yǎng)基(天津市德晟生物技術(shù)有限公司)平板涂抹法。

放線菌數(shù)量測(cè)定:淀粉銨鹽培養(yǎng)基平板涂抹法。

好氣性纖維素?cái)?shù)量測(cè)定:依姆涅茨基纖維素分解菌培養(yǎng)基稀釋法。

氨化細(xì)菌數(shù)量測(cè)定:蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基平板涂抹法。

硝化細(xì)菌數(shù)量測(cè)定［5］:亞硝酸鹽培養(yǎng)基稀釋法。

反硝化細(xì)菌數(shù)量測(cè)定［5］:酒石酸鹽培養(yǎng)基稀釋法。

好氣性固氮菌數(shù)量測(cè)定:Waksman77號(hào)培養(yǎng)基平板涂抹法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同區(qū)域微生物種群數(shù)量分布

從9個(gè)麻瘋樹林分土壤微生物總數(shù)分析結(jié)果(表2)可以看出，在分析的樣品中細(xì)菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，占微生物總數(shù)的93.9%，而放線菌和絲狀真菌各占微生物總數(shù)的3.1%和3.0%，說明細(xì)菌更適宜干熱河谷區(qū)這種脆弱的生態(tài)環(huán)境，而絲狀真菌和放線菌在這種生境下受到一定的限制。從微生物總數(shù)最高的攀鋼后山與最低的長青河比較，攀鋼后山的林下存在腐殖質(zhì)，土壤質(zhì)地較疏松，有利于微生物生長繁殖，而長青河植被單一，無腐殖質(zhì)存在，土壤板結(jié)，透氣性差，不利于微生物生長。從麻瘋樹生長也可看出，攀鋼后山麻瘋樹生長很好，而長青河2007年造的麻瘋樹林，其平均高度不到1 m。通過方差分析結(jié)果，細(xì)菌F=8.603＞P0.01、絲狀真菌F=5.121＞P0.01、放線菌F=4.829＞P0.01，3大微生物在不同區(qū)域存在極顯著差異。

表2 不同區(qū)域土壤微生物數(shù)量 ［單位:104cfu.g-1(DW)］

2.2 不同林分土壤微生物種群數(shù)量分布

通過對(duì)不同林分麻瘋樹土壤微生物種群數(shù)量分析結(jié)果(見表3)。麻瘋樹成熟林土壤微生物總數(shù)(1 237.6×104)大于麻瘋樹人工幼林土壤微生物總數(shù)(955.4×104)。從3大微生物種群數(shù)量分析結(jié)果，人工幼林土壤中絲狀真菌數(shù)量大于成熟林絲狀真菌數(shù)量，而放線菌在成熟麻瘋樹林和人工幼林中無顯著差異。用方差分析結(jié)果，細(xì)菌F=6.009＞P0.05，絲狀真菌F=3.907＞P0.05，放線菌 F=1.56＜P0.05，細(xì)菌和絲狀真菌數(shù)量均達(dá)顯著水準(zhǔn)，而放線菌差異不顯著。在麻瘋樹成熟林中枯枝落葉豐富，土壤生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定，微生物在土壤中能正常生長繁殖，而近幾年人工麻瘋樹幼林均在荒地或灌木林地造林，林下枯枝落葉少，原土壤微生物種群生長受到抑制，通過人工造林后，土壤微生物種群需要一個(gè)恢復(fù)的過程。

表3 不同林分年齡間土壤微生物數(shù)量［單位:104cfu.g-1(DW)］

2.3 不同土壤類型微生物種群數(shù)量分布

從不同土壤類型分析結(jié)果(表4)可以看出，紅壤土微生物總數(shù)最高，黃壤次之，山地黃壤最低。紅壤土中，細(xì)菌占微生物總數(shù)的95.5%，絲狀真菌占2.41%，放線菌占 2.1%;在黃壤土中，細(xì)菌占94.4%，絲狀真菌占1.8%，放線菌占3.8%;在山地黃壤土中，細(xì)菌占87.9%，絲狀真菌占6.7%，放線菌占5.4%。在不同土壤類型中，主要是細(xì)菌總數(shù)之間差異性較大，而絲狀真菌和放線菌差異性不顯著。方差分析表明，不同土壤類型中，細(xì)菌存在極顯著差異，放線菌存在顯著差異，而絲狀真菌無顯著差異(細(xì)菌 F=8.505＞P0.01，絲狀真菌 F=1.007＜P0.05，放線菌 F=3.043 ＞P0.05)。

表4 不同土壤類型微生物差異性［單位:104cfu.g-1(DW)］

2.4 不同土壤類型微生物生理類群數(shù)量測(cè)定

土壤礦物元素的分解、轉(zhuǎn)化，極大部分是由土壤微生物生理類群完成的，研究土壤微生物生理類群的分布規(guī)律和種群數(shù)量，可間接了解土壤物質(zhì)的轉(zhuǎn)化速度，土壤肥力和土壤的生產(chǎn)力。通過攀枝花麻瘋樹林分土壤微生物生理類群分析結(jié)果(見表5)，氨化細(xì)菌，好氣性纖維菌在紅壤土中最多，黃沙壤土次之，山地黃壤最少;硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌在山地黃壤和黃沙壤土有分布，而紅壤土中未分離出硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌;在3種土壤類型中均未分離到好氣性固氮菌，說明攀枝花麻瘋樹林土壤透氣性差而抑制了好氣性固氮細(xì)菌生長。從攀枝花麻瘋樹分布區(qū)土壤微生物生理類群分析結(jié)果，3種土壤類型微生物生理類群種群數(shù)量稀少，說明攀枝花麻瘋樹分布區(qū)土壤生產(chǎn)力比較差。

表5 土壤微生物生理類群測(cè)定結(jié)果

3 初步結(jié)語

本次采集的樣品主要分布攀枝花的仁和區(qū)、東區(qū)、西區(qū)和米易縣境內(nèi)，是四川麻瘋樹最早造林并保存完好的林區(qū)，也是近幾年人工營造麻瘋樹最多的地區(qū)，均屬于荒山造林，土壤瘠薄，肥力較差，土壤微生物種群數(shù)量較低。

在9個(gè)土壤樣本可培微生物種群數(shù)量中，細(xì)菌最多，放線菌次之，絲狀真菌最少。說明細(xì)菌仍是土壤微生物中的主力軍。

土壤類型不同，微生物種群數(shù)量差異明顯，紅壤土微生物數(shù)量最高，黃沙壤次之，山地黃壤最低。微生物種群數(shù)量多少可以反映出土壤肥力的高低，也直接影響麻瘋樹的生長。故在選擇麻瘋樹造林地時(shí)，應(yīng)選擇土壤疏松，透氣良好的紅壤土和黃沙壤土造林。

攀枝花麻瘋樹主要分布區(qū)土壤微生物生理類群數(shù)量稀少，在9個(gè)樣品中分離出好氣性纖維菌，消化細(xì)菌外，未分離出好氣性固氮菌，這可能是土壤透氣性和供氮能力差所致。

［1］高庭艷馬培張丹等云南元謀干熱河谷區(qū)土壤微生物數(shù)量特征［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版)，2008 54(3):183 ～187.

［2］張彥東孫志虎沈有信施肥對(duì)金沙江干熱河谷區(qū)退化草地土壤微生物的影響［J］.水土保持學(xué)報(bào)，2005，19(2):88 ～89.

［3］陳朝瓊嚴(yán)平魏敏李旭東等攀枝花礦渣場(chǎng)重金屬污染對(duì)土壤微生物學(xué)指標(biāo)的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35(18):5504～5506.

［4］許光輝鄭洪元土壤微生物分析方法手冊(cè)［M］.北京:農(nóng)業(yè)出版社，1986:91～123.

［5］姚槐應(yīng) 黃昌勇 等 土壤微生物生態(tài)學(xué)及其實(shí)驗(yàn)技術(shù)［M］.北京:科學(xué)出版社，2006:160～163.